Введение к работе
Актуальность томи. Среди научных проблем, возникающих в связи с развитием водного хозяйства, особое моете занимает исследование закономерностей руслогого процесса. По мере роста антропогенного влияния на водные обьектн и одновременного росте технических и экономических возможностей, водохозяйстыешшо задачи и их русловой аспект становятся все сложнее.
Отличительной особенностью речных потоков является их протекание в деформируемых границах. В результате взаимного влияния потока и русла дно реки приобретает волнообразный (грядообразннй) подвижный рельеф. Повсеместное распространение гряд.в водотоках говорит о том, что они являются устойчивой формой взаимодействия движущейся водной среды с подстилающей ее сыпучей средой. С перемещением и трансформацией донных форм связаны такие сложные процессы как потери энергии потока и транспорт взносов.- В связи с этим возникает необходимость количественного описания русловых микрефорп, наиболее полно учитывая все факторы, влияющие на их формирование.
Следует отметить, что до недавнего времени исследования структуры грядового рельефа дна проводились, как правило, в условиях стационарного'режима движения потока. Однако, движение воды в реках редко бывает стационарным, что обусловлено прохождением волн полоеодий, дождевых паводков, а на зарегулированных реках и попусками в нижний бьеф гидротехнических сооружений. В таких условиях характер взаимодействия в системе "ноток-русле" зависит не только от изменения кинематического и динамического факторов, но и от фактора времени, в значительной мере определяющего уровень происходящих русловых переформирований. Поэтому, изучение влияния нестационарного потока на динамику рельефа дна и транспорт наносов являчт-
ся одним из наиболее важных вопросов при исследовании закономерно'* теи руслового процесса, что и обусловило выбор темы диссертацией ной работы.
Цель работы состояла в изучении закономерностей динамики рельефа дна в нестационарных потоках различной интенсивности и получении расчетных зависимостей для определения параметров донных форм.
В соответствии с поставленной целью в задачи работы входило:
разработка методики проведения экспериментальных исследовании, а также алгоритмов и программ для обработки результатов натурных и лабораторных измерении переформирования донних Форм в нестационарном потоке;
исследование закономерностей динамики рельефа дна и транспорта наносгп в нестационарном потоке;
статистический и информационно-системный анализ рельефа дна, формируемого зтациоларітчм и нестационарным потоками:
установление зависимостей и разработка модели трансформации донных форм для случаев резкого и плавного изменения гидравлических характеристик потока.
Научная новизна работы состоит в следующем. I.-Выявлены закономерности динамики донных форм для нестационарных потоков различной интенсивности.
-
Получены зависимости для определения параметров донных форм и транспорта наносов при различных интенсивностях изменения скоростей потока л диапазонах их критических значений.
-
Предложена модель динамики донных форм при резко нестационарном режиме движения воды.
-
Получены соотношения, описывающие параметры донных форм з ..-лучно плавного изменения гидравлических характеристик потока:
Практическое значение работы. Результаты работы были использс ванн в ИВП РАН при выполнении ИКР по теме: "Исследование гидрологи веского режима, динамики течений и переноса примеси е отмелей зоне устьевого взморья Волги в условиях колебания уровня Каспийского мо-ря", выполняемой в рамках проекта 05.08 "Каспийское море".
Полученные зависимости и соотношения могут быть использованы для интерпретации русловых переформирований, а также определения параметров денных форм и транспорта наносов во время прохождения волн половодий и паводков, полусков в низшие бьефі ГТС, залповых попусках с целью промывки русел.
Апробация работы и публикации. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Тринадцатой гаколе-сьминаре "Матемэти чоское моде.-зфование в проблемах рациональноґо природопользования" (Ростов-на-Дону, 1989 г.); на Всесоюзной конференции "Методи математического' моделирования в задачах охраш природной среда и эколо гни" (Новосибирск, 1991 г.); на Четвертой Всесоюзной конференции "Перспективные метода планирования и анализа экспериментов при ис следовании случайных полей и процессов" (Петрозаводск, 1991 г.); на Четвертой школе-семинаре "Математические проблемы экологии" (Ді' шанбе, І99Г г.); на научных семинарах ИБП РАН (Москва, 1989 -- 1993 г.г.).
По теме диссертации опубликовано четыре научные работы.
Обьем и-структура работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка использованной литературы и:-. ІЗГ наименований, в том числе 72 работы зарубежных авторов, обьііи обьем диссертации 217 страниц, г.ключая 15 таблиц и 52 рисунка.